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Frettage arbitraire:
A la construction, le luthier définit arbitrairement:
Par exemple, il peut (ou non) décider de se fier à une division de la gamme en douze demi-tons de la GBTT (Gamme Bien Tempérée Théorique), ou bien sur toute autre division plus ou moins "exotique". Mais quelle que soit cette loi arbitraire, les intentions du luthier sont guidées par un raisonnement qui ignore sciemment la hauteur a≠0 (ou action) des cordes au-dessus de la ligne de frettes. Dès lors, s'il pose une frette éloignée de la distance d à partir du chevalet, sensée faire entendre une fréquence fa ou fréquence théorique attendue, alors d'après les lois habituelles des cordes théoriques, avec une action nulle le luthier espère avoir: 1-1
Mais
dans la réalité, le seul fait
d'appuyer la corde sur une frette donne lieu à une
action a non nulle
qui fausse les prévisions du luthier, et donne lieu à
une note de fréquence réelle f
, a priori supérieure à fa.
2 - Longueur
géométrique, longueur vibratoire
réelle, et
raccourcissement acoustique: Soit une corde vibrante, tendue entre deux appuis distants de la longueur L. Tout serait parfait dans le meilleur des mondes, si nos yeux voyaient ce qu'entendent réellement nos oreilles, et percevaient également ce qu'en pense notre cerveau.
Elle entend en effet une note légèrement plus haute que la note stupidement décrétée par le cerveau et sa mathématique abrupte. "Cerveau
pontifiant, explique-moi comment tu as pu me berner
de façon si flagrante", lui dit-elle. Et , en effet, "au voisinage" des points d'appuis (sillet, frettes, chevalet ou pontet), la corde réelle n'est pas totalement libre de vibrer, freinée qu'elle est sur une distance (certes faible mais non négligeable), par un léger défaut de souplesse. De sorte que la longueur géométrique de de vibration L est légèrement raccourcie en pratique jusqu'à une longueur vibratoire réelle L (ou "longueur mécanique effective", ou encore "longueur acoustique réelle"), telle que la fréquence f0 réellement perçue est: 2-2 L ≤ L Et
le cerveau est obligé de faire amende honorable,
d'autant plus que micros et oscilloscopes lui
confirment la suprématie de l'oreille sur la
mathématique dans le domaine acoustique. En
pratique, on observe donc bien un raccourcissement
acoustique r, tel que: r = L - L
Cependant, en raison de la faible différence entre f'0 et f0 , sauf cas litigieux, le cerveau continuera sur cette page à oublier les longueurs vibratoires réelles, pour ne considérer que les longueurs géométriques, plus faciles à maîtriser à l'aide d'un simple mètre. En effet:
Considérations qui compliquerait beaucoup trop une étude déjà suffisamment complexe.
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Une "corde théorique" est sensée être:
Par définition de la raideur à l'extension et du module d'élasticité k (simplification de la loi de Hook), soumise à la tension T0≠0:
I-1 Dans la même déformation, sa masse linéique tendue µ0 diminue, et devient telle que sa masse totale m = µL = µ0L reste invariante lors de l'allongement, soit: I-2µ0 = µL/L Dans ces conditions purement théoriques, elle vibrerait "naturellement" selon la fondamentale transversale f0, telle que: I-3 soit: I-4
A vide, cette corde:
Figure 1 Il faut alors revenir à la méthode d'accordage utilisée par TOUS: 1 - Pour chaque corde, on choisit arbitrairement une note de base, de fréquence fondamentale f0 (la fameuse "note à vide"), que doit faire entendre la corde non frettée, tendue entre sillet de tête et chevalet. 2 - Puis, on ajuste la tension T de ladite corde, à l'aide de la "mécanique" afférente, afin que la note perçue corresponde réellement à f0.
II-2 On
constate donc que:
fréquence
perçue = f'0 = (T0/µ0)1/2/2L ≥ (T0/µ0)1/2/2L
= fréquence calculée soit: L (longueur vibratoire, auditivement perçue) ≤ L (longueur géométrique, visuellement mesurée) soit encore: fréquence
perçue = f'0 = (T0/µ0)1/2/2L ≥ (T0/µ0)1/2/2L = fréquence calculée On en déduit que la fréquence réelle f'0, à vide, est légèrement supérieure à la fréquence f0 théoriquement calculée à partir des longueurs géométriques.
Dans le cas pratique le plus général (avec frettes ou fretless):
Elle ne vibre plus que sur la portion de longueur (d2 + c2)1/2, figurée en rouge sur la figure 2
Figure 2 Si f0 = (T0/µ0)1/2/2L est la fréquence de la note à vide, le luthier à arbitrairement disposé son frettage de façon à ce qu'on s'attende à entendre une note théorique vibrant à la fréquence théorique attendue (par le luthier): (III-1)
⇔ (0-1) soit: (II-1) ET (III-1) ⇒
A la consultation du schéma, on voit bien a priori, que l’existence d'une action a non nulle n'a que peu chance d'assurer que la portion vibrante de longueur (d2 + c2)1/2 puisse fournir une note réelle de même fréquence. IV - Accordage ponctuel du chevalet, pour la frette d'octave: Après accordage précis de la note à vide f0 à l'aide de la mécanique afférente à la corde, il est d'usage de compenser les défauts d'intonation de la corde, au moins pour la frette d'octave (généralement la douzième frette), conformément à la figure 3. On tente alors de faire coïncider:
Figure 3 Dans ce but on déplace le chevalet (ou le pontet afférent) de façon à accorder harmonique et note frettée, donc en modifiant convenablement la distance L'. Une fois l'accordage réalisé, la fréquence réelle f coïncide ponctuellement avec la fréquence théorique attendue f1 = f0L'/d, qui est alors précisément la fréquence d'octave théorique attendue foctave , soit:
Le chevalet (ou le
pontet de chevalet) est alors dit "accordé pour la
première octave de la corde". Conformément aux recommandations de la page qui concerne la modification du sillet de tête, les perturbations de justesse liées à la variation de l'"action" a sont minimisées en assurant le nivellement du sillet de tête (ou de la frette 0) très précisément dans l'alignement des frettes, soit s=0. Le sillet (ou la frette 0) aligné sur la ligne de frette est simplement dit "sillet (ou frette 0) accordé(e)", conformément à la figure 4. Malgré la bonne réalisation des accordages précédents (chevalet et sillet), l'existence d'une "action" a non nulle (hauteur de la corde par rapport à la ligne de frettes, ou par rapport à la ligne de touche du manche dans le cas fretless), impose que le seul fait d'appuyer une corde sur le manche (fretté ou non) conduit à un léger allongement de celle-ci. On est alors en droit de se demander quelle est l'incidence de cet allongement sur la hauteur de la note réellement obtenue, par rapport à la note théorique, prévue lors de la pose du frettage. D'après le schéma suivant, la frette éloignée du chevalet de la distance d, est prévue par le luthier pour faire sonner une note note théorique attendue à la fréquence:
VI - Accordage des notes frettées: Hypothèses de base
(0): Dans ce qui suit, on suppose que corde à vide et sillet de tête (ou frette 0) sont convenablement accordés. On se place donc dans le cas particulier de la figure 4 ci-dessus.
A vide, elle vibrerait donc à la fréquence f0 telle que: VI-0
Hypothèse d'élasticité parfaite (1): la corde est assimilée à un ressort parfaitement élastique possédant une constante de raideur k (à l'étirement), sa nouvelle tension est devenue T,telle que :
Hypothèse d'invariance de masse (2): parallèlement, la nécessité de conservation de la masse m indique que sa masse linéique µ est devenue telle que: m = constante = µl = µ[(d2 + c2)1/2 + L'-d] = µ0L = µ0(L'2 + c2) soit:
NB:
la loi de conservation de la masse utilisée ici
suppose que la corde ne glisse pas
(ni sur le chevalet ni sur le sillet), lors de son
supplément d'étirement e. De sorte que si la note émise par la corde frettée, raccourcie à la longueur (d2 + c2)1/2, sonne à la fréquence f telle que: T = 4(d2 + c2)µf2 = 4f2(d2 + c2)µ0[(L'2 + c2) / [(d2 + c2)1/2 + L'- d] alors, d'après (VI-1) ET (VI-2): T = 4µ(d2 + c2)f2 = 4f2(d2 + c2)µ0[(L'2 + c2) / [(d2 + c2)1/2 + L'- d] = T0 + k[(d2 + c2)1/2 +L' - d - (L'2 + c2)1/2] soit: (VI-1) ET (VI-2) VI-3
NB: encore une fois, on suppose qu'aucun
glissement aux niveaux sillet ou chevalet ne
vient jouer sur la masse totale de la corde étudiée. Hypothèse (3): le chevalet (ou le pontet afférent à la corde) est accordé pour l'octave. Au point particulier de la frette d'octave, on sait déjà que: IV-1 Alors que la fréquence f réellement obtenue obéit à: VI-3 Pour que la fréquence foctave théorique attendue coïncide avec la fréquence f réellement obtenue, par il faudrait donc que: (III-2) ET (VI-3) ET L' = 2d ET foctave = f ⇒ 4(d2 + c2)µf2 = 4µf2L2 = 4(d2 + c2)µT0/µ0L2 = 4µT0/µ0 = T0 + k[(d2 + c2)1/2 + d - (4d2 + c2)1/2] soit: VI-3 avec: VI-2
VII - Justesse pour une note frettée donnée: Pour toute frette, admettant une fréquence théorique attendue fa , telle que: III-2 , l'hypothèse (0) du sillet accordé donne une nouvelle forme à (III-2): III-2' Supposons de plus que, comme c'est le cas de toutes les guitares du commerce, aucune frette ne dépasse en pratique le double harmonique de la note à vide, soit: L'/4 ≤ d ≤L' ⇔ d ∈ [L'/4, L'] alors pour qu'une frettée à la distance d sonne conformément à la fréquence théorique fa attendue par le luthier, on doit donc avoir simultanément et pour cette valeur d du domaine de définition : VI-3 ET III-2' On possède
donc deux façons d'exprimer la tension T
, correspondant à une
frette située à la distance d du
chevalet: 1) D'après
(VI-1):
2) D'après (VI-3): T = 4f2µ0(d2 + c2)(L'2 + c2) / [(d2 + c2)1/2 + L'- d] Avec (III-2') fa= f0L'/d = (T0/µ0)1/2L'/2(L'2 + c2)1/2d = fréquence théorique attendue. Il vient: T = 4fa2µ0(d2 + c2)(L'2 + c2) / [(d2 + c2)1/2 + L'- d] = (4T0/µ0L'2/4d2)µ0(d2 + c2)(L'2 + c2) / [(d2 + c2)1/2 + L'- d] = (T0/L'2/d2)(d2 + c2)(L'2 + c2) / d2[(d2 + c2)1/2 Soit
Le problème de la justesse sur cette frette se ramène donc à celui de l'intersection des deux courbes exprimant T en fonction de d, soit: T(d) = T0 + k[(d2 + c2)1/2 +L' - d - (L'2 + c2)1/2] = T0L'2(d2 + c2) / d2[(d2 + c2)1/2 + L'- d] soit: d2[(d2 + c2)1/2 + L'- d]k[(d2 + c2)1/2 +L' - d - (L'2 + c2)1/2] - T0L'2(d2 + c2) = 0 Il s'agit d'un polynôme du quatrième degré en d, défini dans d ∈ [L'/4, L'], qui s'annule effectivement pour d = L' (cas de la corde à vide). Et, conformément à son degré, il ne peut avoir au plus que 4 racines réelles. Si, de plus le
chevalet est accordé, alors il s'annule
également pour d
= L'/2.
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I - Pour des motifs divers, énoncés à la page concernant plus particulièrement le sillet de tête, ou bien ici même, à savoir:
il est devenu évident que le sillet de tête doit, au minimum, être accordé pour toutes frettes, dans le sens indiqué sur cette même page, voire dans l'idéal, remplacé par une frette 0 impliquée dans la planification générale des frettes. II -
Bien que la justesse absolue ne soit pas assurée pour
l'ensemble du frettage, il est possible
d'accorder la frette d’octave en accordant
convenablement le chevalet (ou sa découpe, ou les
pontets).
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| D'après
tout ce fatras, il semble bien qu'une guitare ne puisse
être accordée que pour les notes à vide et pour leurs
octaves, et éventuellement pour deux frettes
hypothétiques.
Encore faut-il que ces valeurs hypothétiques soient incluses dans le frettage imposé par le luthier. ce qui ne peut être assuré dans le cas général. Il faudrait également que je ne me sois pas égaré dans les dédales de ma pensée brumeuse. Toujours est-il que, si la hauteur c de chevalet n'est pas nulle, l'accordage "parfait" ne peut être accessible qu'au maximum quatre points du frettage, et souvent seulement deux. L'idée qui vient alors naturellement est de faire subir une modification "ad hoc" corrective du frettage, à partir du frettage théorique prévu par le luthier. Un tel artifice donnerait alors une autre définition au "frettage théorique", qui serait alors susceptible d'un accordage parfait pour toute frette. Le seul souci restant serait alors que cet accordage parfait ne dépende pas de la hauteur de chevalet c. Le développement de cette idée fera l'objet d'une nouvelle page. |
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